一種煙氣輪機用天然物質(zhì)類阻垢劑的制作方法
【專利摘要】一種煙氣輪機用天然物質(zhì)類阻垢劑，本發(fā)明用天然未煅燒的蛭石粉末作為催化裂化中煙氣輪機用阻垢劑，該阻垢劑可以抑制煙氣輪機葉片的結(jié)垢，從而減少或者消除因為煙氣輪機葉片結(jié)垢導(dǎo)致的軸瓦震動超標(biāo)和停工除垢。
【專利說明】
一種煙氣輪機用天然物質(zhì)類阻垢劑
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及一種煙氣輪機用天然物質(zhì)阻垢劑，適用于煉油企業(yè)抑制催化裂化能量 回機組中煙氣輪機葉片的結(jié)垢。
【背景技術(shù)】
[0002] 煙氣輪機是煉油企業(yè)催化裂化裝置重要的能量回收設(shè)備，煙氣能量回收機組具有 顯著的節(jié)能和環(huán)保效益，但同時也是煉化行業(yè)故障率最高的設(shè)備之一。有些煉廠由于煙氣 輪機振動超標(biāo)引起的故障停車次數(shù)占到了總故障停車次數(shù)的40%，而葉片結(jié)垢則是振動超 標(biāo)停工的一個重要原因。再生煙氣（由風(fēng)機出口的主風(fēng)經(jīng)再生器燒焦后生成）經(jīng)旋風(fēng)分離 后溫度高達(dá)六百多度，壓力為2~3Kg/cm 2。帶有大量能量的煙氣經(jīng)過煙機入口閘閥和入口 蝶閥，帶動煙機高速旋轉(zhuǎn)，將壓頭和熱能轉(zhuǎn)變?yōu)閯幽堋ｏL(fēng)機由電機和煙機拖動，經(jīng)能量轉(zhuǎn)換 后的煙氣溫度降至500°C，壓力接近于常壓。
[0003] 催化裂化中，催化劑燃燒產(chǎn)生大量焦炭和熱量，為了不致浪費，專門設(shè)計的由煙氣 驅(qū)動的煙機.是利用催化再生器燒焦所產(chǎn)生的高溫低壓煙氣的熱能和壓力能作功的旋轉(zhuǎn) 機械.煙機采用軸向進(jìn)氣，垂直上升排氣，轉(zhuǎn)子采用單旋臂結(jié)構(gòu)，機組由進(jìn)氣殼體組件，排 氣渦殼組件，轉(zhuǎn)子組件，軸承座組件，以及底坐六大部分組成。主要特點就是軸向進(jìn)氣，垂直 上升排氣，這是為了使煙氣進(jìn)入煙機穩(wěn)定流動，確保煙氣中的催化劑顆粒均勻分布，避免徑 向進(jìn)氣的離心分離作用，產(chǎn)生顆料集中的傾向，減少入口壓力損失。因為煙機主要作功為 熱能，少量壓力能，所以進(jìn)氣機殼和排氣機殼使用均勻整體結(jié)構(gòu)，兩者之間互為垂直部分， 可減少變形，使熱膨脹一致。原理方面，煙氣輪機也稱煙氣膨脹透平機，以具有一定壓力的 高溫?zé)煔鉃閯恿?，通過膨脹作用，推動輪機轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，以帶動催化裂化裝置中的主風(fēng)機，如 有冗余，還可帶動發(fā)電機。因為煙機中工作介質(zhì)為煙氣，其中含有固體催化劑顆粒，屬于 氣-固兩相流高溫?zé)煔馔钙健?br>[0004] 煙氣輪機結(jié)垢的原因和機理非常復(fù)雜，主要有以下幾點：1、煙氣中大量催化劑粉 塵的存在為煙氣輪機的結(jié)垢提供了物質(zhì)基礎(chǔ)；2、催化劑細(xì)粉（粒徑小于10um)具有靜電吸 附作用；3、水蒸氣的存在造成催化劑粉塵的沉積；4、粘結(jié)物質(zhì)的生成。
[0005] -般來講，催化裂化裝置上待生催化劑，半再生催化劑，再生催化劑中有較多破碎 劑，粒徑小于30 μ m細(xì)粒也偏多；油漿固含量大于15g/L，其中有大量催化劑碎粉，同時還有 少量20 μπι催化劑顆粒，因為在提升管內(nèi)有撞破催化劑部位.通過近三年來多次采樣觀察， 確認(rèn)與原料噴嘴出口線速偏高有關(guān).所用新鮮催化劑及助劑細(xì)粒偏多，大粒劑又不呈圓球 形，易磨損，催化劑破碎進(jìn)入煙機的煙氣中，細(xì)粉增多。
[0006] 煉油廠煙機結(jié)垢的粘結(jié)成分主要是鈣，鐵，磷元素.
[0007] 常用的清除煙氣輪機結(jié)垢的方法有噴砂清理法和熱清理法兩大類。
[0008] 噴砂清理法是指在煙氣輪機入口處注入研磨劑如胡桃殼、稻米等物質(zhì)，采用摩擦 的原理清除，并盡可能使這些物質(zhì)在清除垢物的同時自身不發(fā)生新的沉積，但是該方法常 常清除效果不好。
[0009] 熱清理法是降低煙氣入口溫度，利用催化劑垢物和金屬的熱膨脹系數(shù)的不同使得 垢物自行脫落，但是往往由于脫落的不均勻造成煙機振動值的加大，并且垢物在脫落的同 時還會損壞煙氣輪機的葉片等部件。國內(nèi)祿軍讓等人在《采用"熱滌蕩"法對煙機進(jìn)行在線 除垢》中提到的"熱滌蕩"法就是熱清理法。
[0010] 近年來，針對煙汽輪機結(jié)垢問題國內(nèi)煉油企業(yè)采取的措施大多是：一方面從操作 條件上進(jìn)行一定的改進(jìn)和完善，減緩結(jié)垢的發(fā)生，但沒有從根本上解決問題；另外，就是煙 氣輪機運行過程中采用在線監(jiān)測的方法監(jiān)控?zé)煔廨啓C軸瓦的振動幅度，在振動超標(biāo)后停車 進(jìn)行煙氣輪機的除垢或者葉片的更換，嚴(yán)重影響煉油企業(yè)的經(jīng)濟效益和安全生產(chǎn)。因此，需 要新的更有效率的清除煙機葉片上的無機沉積物。
[0011] 美國專利4369719將未經(jīng)煅燒的輕石粉（uncalcined vermiculite)末加入溫度 高于600度的燃煤鍋爐輻射段，1. 5%含量的蛭石可以讓沉積在爐壁上的飛灰粘性沉積物 疏松。蛭石是一種與蒙脫石相似的粘土礦物，為層狀結(jié)構(gòu)的硅酸鹽，是一種水合氧化硅鎂鋁 鐵化合物。一般由黑云母經(jīng)熱液蝕變或風(fēng)化形成。單斜晶系，通常呈片狀。褐、黃褐或古銅 色。油脂光澤。硬度1~1.5。密度2. 4~2. 7g/cm3,蛭石在300~800°C焙燒，體積迅速 膨脹，增大6~15倍，高者可達(dá)30倍。膨脹后的蛭石平均容重為100~200Kg/m 3因經(jīng)焙 燒膨脹作用的蛭石有細(xì)小的空氣隔層，故具有優(yōu)良的保溫性能。
[0012] 目前，尚未發(fā)現(xiàn)將該物質(zhì)用于防治催化裂化煙機葉片表面飛灰的沉積。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013] 為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，本發(fā)明提供了一種催化裂化能量回收機組 中煙氣輪機用天然礦物阻垢劑，該阻垢劑可以有效抑制煙氣輪機葉片的結(jié)垢，從而減少或 者消除因為煙氣輪機葉片結(jié)垢導(dǎo)致的軸瓦震動超標(biāo)和停工除垢。該阻垢劑由下述組分和含 量組成的蛭石：
[0014]
[0015] 所述天然物質(zhì)阻垢劑各組分的粒徑均小于20微米。
[0016] 在催化裂化裝置正常生產(chǎn)過程中，于再生器煙氣出口和煙氣輪機煙氣入口之間向 煙氣中加入適量本發(fā)明的天然物質(zhì)阻垢劑，該天然物質(zhì)阻垢劑可以采用連續(xù)或間歇進(jìn)料 的方式加入，在進(jìn)入煙氣輪機前阻垢劑細(xì)粉與煙氣充分混合，通過其各成分的綜合作用， 能夠有效抑制粘結(jié)物質(zhì)的形成，從而達(dá)到阻垢的效果。未經(jīng)煅燒的蛭石粉（uncalcined vermiculite)末加入溫度高于600度的燃煤鍋爐輻射段，相當(dāng)于再生器煙氣出口催化劑粉 末 L 5%含量的蛭石，可以讓沉積在煙機葉片上的飛灰粘性沉積物疏松。蛭石是一種與蒙脫 石相似的粘土礦物，為層狀結(jié)構(gòu)的硅酸鹽，是一種水合氧化硅鎂鋁鐵化合物。一般由黑云母 經(jīng)熱液蝕變或風(fēng)化形成。單斜晶系，通常呈片狀。褐、黃褐或古銅色。油脂光澤。硬度1~ 1. 5。密度2. 4~2. 7g/cm3,蛭石在300~800°C焙燒，體積迅速膨脹，增大6~15倍，高者 可達(dá)30倍。膨脹后的蛭石平均容重為100~200Kg/m 3,因經(jīng)焙燒膨脹作用可以讓飛灰蓬松。
[0017] 本發(fā)明與現(xiàn)有的清除煙氣輪機結(jié)垢的技術(shù)相比具有明顯的優(yōu)點，延長了煙氣輪機 開工周期，減少了因煙氣輪機結(jié)垢引起的非計劃停工和由此產(chǎn)生的經(jīng)濟損失和安全隱患。
[0018] 考察天然物質(zhì)阻垢劑阻垢效果的煙氣輪機結(jié)垢模擬試驗方法。主要參考國標(biāo)GB/ T219-2008煤灰熔融性測定方法，將催化劑細(xì)粉（小于80目）中添加各種比例的蛭石，考察 其灰熔融性，特別是變形溫度?；胰埸c又叫灰熔融性，是在規(guī)定條件下得到的隨加熱溫度而 變的灰分（試樣）變形、軟化和流動特征物理狀態(tài)，多用于燃煤鍋爐中，是動力用煤和氣化 用煤的一個重要的質(zhì)量指標(biāo)，可以反映煤中礦物質(zhì)在鍋爐中的動態(tài)，根據(jù)它可以預(yù)計鍋爐 中的結(jié)渣和沾污作用?；胰埸c與的高低與煤灰中鈣、鎂、鐵的含量高低有關(guān)。灰分沒有一個 固定的熔點，只有一個融化的范圍?；胰埸c是灰分，達(dá)到一定溫度以后，發(fā)生變形，軟化和熔 融時的溫度。
[0019] 煤灰熔融性是指煤灰在高溫條件下軟化、熔融、流動時的溫度特性，是動力用煤和 氣化用煤的重要性能指標(biāo)。通常煤灰熔融性采用角錐法進(jìn)行測定，即將煤灰中加入淀粉糊， 制成三棱錐形狀的灰錐，放入高溫爐，在一定氣氛下加熱，觀察在加熱過程中灰錐的變形情 況，依此確定煤灰熔融性。通常用三個特征溫度表示：
[0020] ?變形溫度（DT)-煤灰錐體尖端開始彎曲或變圓時的溫度。
[0021] 魯軟化溫度（ST)-煤灰錐體彎曲至錐尖觸及底板變成球形或半球形時的溫度。
[0022] ?半球溫度（HT)-煤灰錐體變形至近似半球狀，即高約等于底邊長的一半時的溫 度·
[0023] 魯流動溫度（FT)-煤灰錐體完全熔化展開成高度小于1. 5mm薄層的溫度。
[0024] -般以煤灰軟化的溫度ST作為衡量煤灰熔融性的指標(biāo)，即灰熔點。本實驗室綜合 考慮變形溫度和軟化溫度。我們所說的灰熔點是煤灰樣品錐體在弱還原性氣氛所測到的灰 熔點溫度。
【具體實施方式】
[0025]
[0026] 下面用具體實施例來詳細(xì)說明本發(fā)明，但這些實施例并不限制本發(fā)明，實施例為 各配比的組合物的評價例，配比中各百分?jǐn)?shù)均為重量百分?jǐn)?shù)。
[0027] 實施例1
[0028] 蛭石選用靈壽縣嘉譽礦產(chǎn)品加工廠生產(chǎn)的未煅燒顆粒度小于20微米的保溫用蛭 石.催化劑粉末為MLC催化裂化催化劑平衡劑篩選出的顆粒小于80目的催化劑細(xì)粉。國 標(biāo)GB/T219-2008煤灰熔融性測定方法，將催化劑細(xì)粉（小于80目）添加各種比例的蛭石， 考察其灰熔融性，特別是變形溫度。
[0031 ] 同時，添加了蛭石的催化劑粉末，溶化后冷凝，可以目測明顯比較疏松，強度明顯 降低。
【主權(quán)項】
1. 一種天然物質(zhì)作為催化裂化煙氣輪機防止出現(xiàn)無機沉積物的阻垢劑，其特征為，這 種阻垢劑是未被焙燒的蛭石。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的催化裂化煙氣輪機防止出現(xiàn)無機沉積物的阻垢劑，所述阻垢 劑的粒徑小于20微米。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的催化裂化煙氣輪機防止出現(xiàn)無機沉積物的阻垢劑，所述阻垢 劑的添加比例為煙機進(jìn)口氣體催化劑固體粉末含量的0. 5%~65%。
【文檔編號】C01B33/40GK105883837SQ201410637532
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2014年11月13日
【發(fā)明人】焦現(xiàn)廣, 王艾伍, 朱光亮, 信召偉, 王傳棟, 劉振
【申請人】山東清沂山石化科技有限公司